1、河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 河南郑州河南郑州综合物探在煤矿水害防治中的应用综合物探在煤矿水害防治中的应用河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 煤矿的水害及预测的主要方法 瞬变电磁法原
2、理及仪器 综合物探在煤矿采区勘探中的应用实例河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 造成煤矿水害原因是多种多样的，主要有煤层顶、底板水、含水构造和老造成煤矿水害原因是多种多样的，主要有煤层顶、底板水、含水构造和老窑采空区等，窑采空区等，对引起矿井突水的各种因素的准确探测，是有效防止矿井突水对引起矿井突水的各种因素的准确探测，是有效防止矿井突水灾害发生的关键。灾害发生的关键。岩石富水其最主要的变化是其导电性的变化，所以对煤
3、矿水害预测主要采岩石富水其最主要的变化是其导电性的变化，所以对煤矿水害预测主要采用以测量岩石导电性参数为主的电法及电磁类方法。以往影响该方法大规模用以测量岩石导电性参数为主的电法及电磁类方法。以往影响该方法大规模应用的主要原因在于：施工效率低，勘探深度浅，解释深度误差大等。应用的主要原因在于：施工效率低，勘探深度浅，解释深度误差大等。通过我队多年的实践和探索，寻找出一条有效探测采区水害威胁的综合物通过我队多年的实践和探索，寻找出一条有效探测采区水害威胁的综合物探方法，即：三维地震和瞬变电磁相结合，以三维地震控制采区构造形态及探方法，即：三维地震和瞬变电磁相结合，以三维地震控制采区构造形态及深度
4、，用瞬变电磁法解决赋水性问题。并引进了目前世界上最先进的瞬变电深度，用瞬变电磁法解决赋水性问题。并引进了目前世界上最先进的瞬变电磁系统：加拿大产磁系统：加拿大产PROTEM67D。该仪器具有勘探深度大（。该仪器具有勘探深度大（1000米以上）米以上），横向分辨率高，对低阻体反映更为敏感、施工效率高（常规方法效率，横向分辨率高，对低阻体反映更为敏感、施工效率高（常规方法效率3倍倍以上）等特点。以上）等特点。河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811
5、095 E-Mail： 瞬变电磁工作原理及工作装置示意图瞬变电磁工作原理及工作装置示意图河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： TEM 57-MK2发射机发射机3分量接收线圈分量接收线圈河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： PROTEM67 3D
6、接收机接收机高频接收线圈高频接收线圈河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： PROTEM67D主要技术指标：主要技术指标：发射机 发射电压：18V150V连续可调 发射电流：最大25A 同步方式：石英钟同步/参考线同步 发射框大小：单匝可无限大 接收机 观测数据：三分量磁场变化率 探头：三分量同步接收探头 时间道：20/30道，6微秒800毫秒 动态范围：29位（175db）积分时间：0.25,2,4,8,15,30,6
7、0,120sec河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 综合物探应用实例综合物探应用实例兖矿集团济三煤兖矿集团济三煤矿矿兖矿集团济宁三号煤矿位于山东省西南部济宁市东南郊，距济宁市14km。本次综合物探区为十六采区，位于济宁三号煤矿的北部，勘探面积为4.6km2。地质任务为：查明区内3下煤层中落差大于等于5m的断层；控制3下煤层底板起伏形态；查明勘探区内煤3下顶板砂岩富水区。3下煤层为区内主要可采煤层，位于二迭系山西组下部
8、，3下煤层顶板砂岩是山西组的主要标志层，为灰白灰绿色中粗粒砂岩，井田内厚650米，平均27.9米。测区内3下煤底板埋深约560740米，大部分地段埋深在630670之间。河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 地层地层岩性岩性厚度厚度(米）米）视电阻率视电阻率(.m）第四系（第四系（Q）粘土、砂质粘土及砂砾 1801040上侏罗统蒙阴组上侏罗统蒙阴组（J3）上部为灰绿色粉、细砂岩互层，夹泥岩。下段由紫红色中、细粒砂岩、夹
9、泥岩 300 1020 二迭系（二迭系（P）泥岩、砂岩、粉砂岩及煤层 130 1624 石炭系（石炭系（C）粉砂岩、砂岩、泥岩、铝土岩、灰岩及煤层 210 2040 奥陶系（奥陶系（O）灰至褐色厚层状石灰岩 50 综合物探应用实例综合物探应用实例兖矿集团济三煤兖矿集团济三煤矿矿河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 60240济济三三煤煤矿矿综综合合物物探探工工作作布布置置示示意意图图测区：4.6Km2 通过对地质任务进
10、行分析，选择使用三维地震和瞬变电磁相结合通过对地质任务进行分析，选择使用三维地震和瞬变电磁相结合的综合物探工作方法，即以三维地震控制煤层底板埋深及构造形态，的综合物探工作方法，即以三维地震控制煤层底板埋深及构造形态，用瞬变电磁来查明煤层顶板砂岩富水区。用瞬变电磁来查明煤层顶板砂岩富水区。三维地震按照垂直构造走向的原则布置线束，线束自南向北编号，三维地震按照垂直构造走向的原则布置线束，线束自南向北编号，共布置线束共布置线束25束。每束检波线束。每束检波线8条，炮线条，炮线5条，线距条，线距40m。瞬变电磁测。瞬变电磁测线和地震测线重合，基本线距线和地震测线重合，基本线距100米，基本点距米，基本
11、点距60米，测点在全区均米，测点在全区均匀布设匀布设,共布设瞬变电磁测线共布设瞬变电磁测线25条。条。河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 综合物探应用实例综合物探应用实例兖矿集团济三煤兖矿集团济三煤矿矿三维地震主要工作参数：三维地震主要工作参数：仪器：采用德国仪器：采用德国DMT公司的公司的Summit数字地震仪，使用总道数：数字地震仪，使用总道数：480道。道。观测系统：束状观测系统：束状8线线5炮制；炮制；激发：
12、激发：6米长低爆速细长药柱；米长低爆速细长药柱；接收线距接收线距20m，道距，道距20m；激发线距；激发线距40m，炮间距，炮间距40m；接收道数：单边，接收道数：单边，24道接收，总道数：道接收，总道数：824=192道；道；激发方式：端点激发；激发方式：端点激发；CDP网格：网格：10m10m；覆盖次数：纵向覆盖次数：纵向6次，横向次，横向4次，总覆盖次数为：次，总覆盖次数为：64=24次；次；纵向最大炮检距纵向最大炮检距500m；横向最大炮检距；横向最大炮检距150m；最大偏移距；最大偏移距522m；纵向最小炮检距纵向最小炮检距40m；横向最小炮检距；横向最小炮检距10m；最小偏移距；最
13、小偏移距41.2m。瞬变电磁主要工作参数：瞬变电磁主要工作参数：仪器：澳大利亚仪器：澳大利亚SIROTEM3型瞬变电磁仪型瞬变电磁仪工作装置工作装置:中心回线中心回线发射框发射框300300接收框接收框100100仪器设置：仪器设置：增益增益 10倍倍测量窗口测量窗口 135迭加次数迭加次数 512天电抑制天电抑制 开开河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 四六四六O线三维地震时间剖面线三维地震时间剖面河南省煤田地质局
14、物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 1 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 0 09 0 01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 0 09 0 03 6 04 8 06 0 07 2 08 4 09 6 01 0 8 01 2 0 01 3 2 01 4 4 01 5 6 01 6 8 01 8 0 01 9 2 02 0 4 02 1 6 02 2 8 02 4
15、 0 02 5 2 02 6 4 02 7 6 02 8 8 01 01 21 41 61 82 02 22 42 6富水区富水区四六四六O线瞬变电磁电性断面图线瞬变电磁电性断面图河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 100200300400500600700800900100200300400500600700800900360480600720840960108012001320144015601680180019
16、2020402160228024002520264027602880101214161820222426河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 一一O六六O线三维地震时间剖面线三维地震时间剖面河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 10020030
17、0400500600700800900100200300400500600700800900940106011801300142015401660178019002020214022602380250026202740101214161820222426富水区富水区一一O六六O线瞬变电磁电性断面图线瞬变电磁电性断面图河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 100200300400500600700800900100200
18、300400500600700800900940106011801300142015401660178019002020214022602380250026202740101214161820222426河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 一七六一七六O线三维地震时间剖面线三维地震时间剖面河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009
19、 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 一七六一七六O线瞬变电磁电性断面图线瞬变电磁电性断面图100200300400500600700800900100200300400500600700800900102011401260138015001620174018601980210022202340246025802700101214161820222426富水区富水区河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）
20、6811095 E-Mail： 100200300400500600700800900100200300400500600700800900102011401260138015001620174018601980210022202340246025802700101214161820222426河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 地震解释的三下煤底板地震解释的三下煤底板等高线平面图等高线平面图河南省煤田地质局物探测量
21、队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 煤煤3下下顶板上顶板上10米顺层电阻率等值线图米顺层电阻率等值线图 河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 煤煤3下下顶板上顶板上50米顺层电阻率等值线图米顺层电阻率等值线图 河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综
22、合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 煤煤3下下顶板上顶板上80米顺层电阻率等值线图米顺层电阻率等值线图 河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 综合物探应用实例综合物探应用实例兖矿集团济三煤兖矿集团济三煤矿矿勘探前后构造对比图勘探前后构造对比图河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综
23、合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 综合物探应用实例综合物探应用实例兖矿集团济三煤兖矿集团济三煤矿矿勘探前三下煤底板等高线勘探前三下煤底板等高线勘探后三下煤底板等高线勘探后三下煤底板等高线河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 勘探后三下煤底板等高线对比勘探后三下煤底板等高线对比河南省煤田地质局物探
24、测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 测区测区3下下煤顶板上煤顶板上10米富水性评价图米富水性评价图 河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 测区测区3下下煤顶板上煤顶板上50米富水性评价图米富水性评价图 河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物
25、探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 测区测区3下下煤顶板上煤顶板上80米富水性评价图米富水性评价图 河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 绘制了区内3下煤层底板等高线平面图，查明3下煤层底板起伏形态。查明区内3下煤层断层32条。其中落差20m以上的断层5条；落差10m以上、20m以下的断层3条；落差小
26、于10m、大于或等于5m的断层9条；小于5m的断层22条。划分出了测区3下煤顶板上10米、上50米及上80米的富水异常区。其中3下煤顶板上10米富水异常区28个，上50米富水异常区28个；上50米富水异常区32个。综合物探应用实例综合物探应用实例兖矿集团济三煤兖矿集团济三煤矿矿河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail： 任何一种物探方法都有其各自的特点和局限性，电法解决地质问题的前题条件是目标体和围岩有电性差异，而地震要求的是要有良好的波阻抗界面，两种方法的结合可以取长补短，获得较好的地质效果。通过这次工作我们认为：把三维地震和瞬变电磁相结合的综合物探方法是含水矿井最佳的采区勘探方法，即利用三维地震查明区内煤层埋深及构造，用瞬变电磁法查明断层及煤层顶、底板的富水性；在资料的处理和解释过程中相互印证，相互参考，克服了单一物探方法的局限性，实现了两种方法的优势互补，使解释结果更准确可靠。河南省煤田地质局物探测量队河南省煤田地质局物探测量队 综合物探在煤矿水害防治中的应用中国河南省郑州市新郑路3号 邮编：450009 传真：（0371）6819078 电话：（0371）6811095 E-Mail：
